Question

兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成。

资料链接:①草酸亚铁晶体（ FeC₂O₄﹒2H₂O）是浅黄色、难溶于水、受热易分解的固体。

②无水硫酸铜遇水会变成蓝色。

探究一: 探究草酸亚铁晶体热分解的气体产物

[猜想假设]猜想一: X、CO₂

猜想二: X、CO

猜想三: X、CO、CO₂，物质X为________（填化学式）。

[设计实验]

（1）选择_________（填字母序号）作为虚线中的“热分解装置”

A 过氧化氢分解制氧气的发生装置

B 氯酸钾分解制氧气的发生装置

（2）进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是_________。

（3）D中浓硫酸的作用是________，实验过程中观察到______的现象，证明猜想三正确。

[交流讨论]

（1）C中反应的化学方程式为__________。

（2）该装置并不能严谨证明猜想三成立，改进的措施是在C和D装置之间增加盛有___（填 名称）溶液的洗气瓶。

探究二:热重法（TG）确定分解所得固体产物的组成

[数据分析]

称取3.60g草酸亚铁晶体（ FeC₂O₄﹒2H₂O,为相对分子质量为180），用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示。300°C时，剩余固体为纯净物且是铁的氧化物，通过计算确定该物质的化学式为_________。

Answer

H2O B 把装置中空气排尽,避免CO和空气混合达到爆炸极限，加热时发生爆炸 干燥气体 B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中固体由黑变红 浓氢氧化钠 Fe2O3

【解析】

过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解制氧气，反应在常温下进行，氯酸钾和二氧化锰加热分解制氧气，反应需要加热，草酸亚铁晶体受热分解，为固体加热装置，二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。

[猜想假设] 草酸亚铁晶体（ FeC2O4﹒2H2O）含有结晶水，则受热分解的气体可能是水蒸气，故物质X为水，化学式为H2O。

[设计实验]

（1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解制氧气，反应在常温下进行，氯酸钾和二氧化锰加热分解制氧气，反应需要加热，草酸亚铁晶体受热分解，为固体加热装置，故选B。

（2）一氧化碳属于可燃性气体，不纯加热会发生爆炸，实验要排出装置中的空气，故进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是把装置中空气排尽,避免CO和空气混合达到爆炸极限，加热时发生爆炸。

（3）浓硫酸具有吸水性，故D中浓硫酸的作用是干燥气体；

无水硫酸铜遇水变蓝色，故实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色的现象，证明生成的气体含水，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故观察到C中澄清石灰水变浑浊，说明生成的气体含二氧化碳，一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故E中固体由黑变红，说明生成的气体中含一氧化碳，故填：B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中固体由黑变红；

[交流讨论]

（1）C中反应是二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为。

（2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该装置并不能严谨证明猜想三成立，需要吸收二氧化碳，故改进的措施是在C和D装置之间增加盛有浓氢氧化钠溶液的洗气瓶。

[数据分析]

3.60g草酸亚铁晶体（ FeC2O4﹒2H2O,为相对分子质量为180）中的铁元素的质量为

，氧化物中氧元素的质量为，铁元素和氧元素的质量比为，设铁的氧化物的化学式为，则，，故铁的氧化物的化学式为。